TiCN/CrCN纳米多层膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TiCN/CrCN纳米多层膜及其制备方法，属于薄膜材料领域。本发明专利技术采用多弧离子镀技术，在硬质合金基体上首先沉积金属过渡层Ti和陶瓷过渡层TiN,最后交替沉积TiCN与CrCN薄膜，在调制周期为：TiCN为15‑20nm，CrCN为5‑10nm时，实现超晶格结构。该薄膜总厚度在1.5‑4μm，硬度可达39.03GPa，附着力可达45.32N，摩擦因数最低为0.137，且耐腐蚀性优良，可以镀制在切削刀具的表面，改善其工作性能，延长刀具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
TiCN/CrCN纳米多层膜及其制备方法
本专利技术属于薄膜材料领域，涉及一种陶瓷类薄膜及其制备方法，特别是一种具有高硬度、高耐磨性和优良耐腐蚀性的TiCN/CrCN纳米多层膜及其制备方法，可以实现切削刀具的表面改性。
技术介绍
随着现代机械加工业的高速发展，难加工材料越来越多，因此切削工艺特别是高速切削、干切削等工艺对切削刀具提出了越来越严格的要求，如高切削速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。作为镀制在刀具表面，起到重要表面改性作用的保护性薄膜材料，传统的单组元TiN,CrN等薄膜难以适应现代工业技术的要求，为了提高其综合性能，硬质薄膜向着多层化、多元化方向发展。21世纪被称为纳米科技的世纪，尺寸在纳米数量级的纳米多层膜材料由于具有独特的物理化学特性，引起了人们越来越广泛的关注。研究表明，纳米多层膜具有比单层膜大得多的硬度，且其抗氧化性，耐磨性能优良，因此是一种理想的新型薄膜材料。自Koehler在《PhysicalReviewLetters》上发表“Attempttodesignastrongsolid”（《物理评论快报》，“尝试设计坚固的固体”），提出异质结超晶格本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于设有Ti过渡层、TiN过渡层和纳米尺度的TiCN/ CrCN薄膜，其中，TiCN与CrCN交替沉积形成TiCN/ CrCN薄膜，Ti过渡层、TiN过渡层和TiCN/ CrCN薄膜从基体到涂层表面依次沉积形成超晶格纳米多层膜。

【技术特征摘要】
1.一种TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于设有Ti过渡层、TiN过渡层和纳米尺度的TiCN/CrCN薄膜，其中，TiCN与CrCN交替沉积形成TiCN/CrCN薄膜，Ti过渡层、TiN过渡层和TiCN/CrCN薄膜从基体到涂层表面依次沉积形成超晶格纳米多层膜。2.根据权利要求1所述的TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于TiCN/CrCN多层膜调制周期（即单层膜厚度）为：TiCN为15-20nm，CrCN为5-10nm；多层膜总厚度为1.5-4μm，总周期层数为60-200层。3.根据权利要求1所述的TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于Ti过渡层厚度为200-500nm，TiN过渡层厚度为100-400nm。4.根据权利要求1所述的TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于采用多弧离子镀膜法，镀膜时使用的多弧离子镀膜机由镀膜室、第一弧源、第二弧源、转动单元、进气单元、加热源、真空泵、引弧电源和脉冲偏压电源组成，其中，腔体内侧壁上设有对向设置的第一弧源和第二弧源，腔体中部设有转动单元，腔体上设有分别与真空泵、进气单元相连通的气管，转动单元包括第一弧形板和第二弧形板、旋转底座，第一弧形板和第二弧形板固定安装在旋转底座上形成近圆柱体结构。5.根据权利要求1所述的TiCN/CrCN纳米多层膜，其特征在于第一弧源上设有Ti靶，第二弧源上设有Cr靶，基体分别固定在第一弧形板外侧壁和第二弧形板外侧壁，基体随第一弧形板外和第二弧形板转动依次经过Ti靶和Cr靶的弧光覆盖的区域，同时通入反应气体C2H2与N2，实现TiCN与CrCN的交替沉积。6.一种TiCN/CrCN纳米多层膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：抽真空：用真空泵将镀膜室气压抽至1.5×10-2Pa以下；步骤二：对基体进行辉光清洗：充入Ar气，加脉冲负...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨田林，李方正，杨浩志，辛艳青，王昆仑，宋淑梅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37